Langkah 3.3V ke 5V untuk I / O digital

Saya biasanya menggunakan Arduino untuk proyek-proyek saya karena memiliki input dan output 5V dan memiliki 5V Vin sehingga membuat hidup sangat mudah ketika berinteraksi dengan komponen 5V. Untuk proyek ini saya ingin menggunakan Raspberry Pi karena saya ingin menghubungkannya ke layar. Pi ditenagai oleh 5V sehingga cukup mudah. Namun memiliki pin 3.3VI / O dan perangkat yang ingin saya antarmuka adalah 5V.

Saya memiliki perangkat dengan pin input 5V, yang perlu didorong ke 5V. Perangkat ini memiliki pin output 5V, yang drive perangkat ke 5V ketika output.

Saya telah mengonversi dua perangkat secara bidirectionally antara 5V dan 3.3V sebelumnya, tetapi itu dengan tingkat logika shifter yang RENDAH aktif. Sirkuit ini adalah yang khas dengan transistor dan dioda dan dua resistor pull up. Aplikasi ini membutuhkan TINGGI aktif. Untungnya, proyek ini tidak memerlukan I / O dua arah.

Untuk arah 5V ke 3.3V, pembagi tegangan mentah akan berfungsi.

Namun untuk arah 3.3V ke 5V, saya tidak tahu solusi yang mudah. Saya melakukan beberapa pencarian dan tampaknya ada boost-converter (DC-DC boost converter) tetapi untuk membangunnya dari komponen diskrit saya perlu membangun sirkuit PWM untuk menggerakkan switching.

Saya hanya bertanya-tanya apakah ada cara yang lebih sederhana untuk mencapai ini, dengan kompleksitas yang sebanding dengan shifter level logika rendah yang aktif.

Karena Dave Tweed telah menunjukkan kekurangan pada jawaban yang lain, pada dasarnya saya telah menyalin jawaban saya ke shifter tingkat transistor tunggal ... Perhatikan juga solusi menarik oleh Nicolas D dalam pertanyaan.

Saya punya beberapa solusi (beberapa solusi yang disediakan oleh Microchip DI SINI ):

1) Koneksi langsung: Jika Voh (tegangan output level tinggi) dari logika 3.3V Anda lebih besar dari Vih (voltase input level tinggi), yang Anda butuhkan hanyalah koneksi langsung. (diperlukan juga untuk solusi ini bahwa Vol (tegangan output level rendah) dari output 3.3V kurang dari Vil (voltase input level rendah) dari input 5V). Solusi ini paling sering ditolak karena margin yang tidak mencukupi.

2) Jika kondisi di atas dekat, Anda dapat sedikit meningkatkan tegangan output level tinggi dengan resistor pull-up (ke 3.3V) dan menghubungkan langsung sinyal.

3) Penarik pull-up dapat memberikan sedikit peningkatan tegangan tingkat tinggi. Untuk lebih lanjut, Anda dapat menggunakan dioda dan menarik hingga 5V. Sirkuit yang ditunjukkan tidak akan pull-up clear ke 5V, tetapi akan meningkatkan tegangan input level tinggi ke logika 5V dengan jumlah satu penurunan tegangan dioda (appx 0.7v). Harus diperhatikan dengan metode ini bahwa Anda masih memiliki level rendah yang valid karena juga dinaikkan oleh satu tetes dioda. Dioda Schottky dapat digunakan untuk sedikit meningkatkan tegangan level tinggi sambil meminimalkan kenaikan tegangan level rendah yang tidak diinginkan. Lihat catatan aplikasi yang disebutkan di atas untuk informasi lebih lanjut tentang sirkuit ini .:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

4) Jika Anda dapat menangani inversi logika (dan tidak memerlukan pull-up aktif), sebuah mosfet dan resistor pull-up dapat digunakan:

^{mensimulasikan rangkaian ini}

5) Ada juga banyak solusi logika IC seperti: MC74VHC1GT125 yang merupakan "Noninverting Buffer / CMOS Logic Level Shifter dengan LSTTL − Input yang Kompatibel" dalam paket SOT23-5 atau SOT-353. Kecil, sederhana, dan cukup murah. Penggunaan solusi ini juga harus mencakup kapasitor decoupling yang dekat dengan IC.